Материал: 637_Nosov_V.I._Seti_radiodostupa_CH.2_

ЧММС является частным случаем частотной модуляции с непрерывной фазой. Этот метод представляет собой частотную модуляцию, при которой несущая частота дискретно – через интервалы времени, кратные периоду Т битовой модулирующей последовательности, принимает значения f1 и f2.

В модуляторе MSK рис. 2.9 и 2.10 входная битовая последовательность длительностью Tb разбивается в преобразователе кода ПрК на две

последовательности символов dI и dQ, длительность которых равна Ts 2Tb .

Последовательности символов dI и dQ получаются из нечетных и четных битов, соответственно рис. 2.10.

Полученными перекодированными импульсами в виде полупериодов гармонического сигнала модулируется синфазная cos 0t и квадратурная

составляющие несущего гармонического колебания. Окончательный

модулированный сигнал получается как результат перемножения модулирующих сигналов квадратурных

Поток dI задерживается на время длительности бита Tb относительно

потока dQ. Затем оба потока символов поступают на устройство предварительного кодирования, где символы в виде прямоугольных импульсов заменяются полупериодами гармонического сигнала косинусоиды cos t2T

для потока dI и синусоиды sin t2T для потока dQ рис. 2.10. Далее эти

сигналы квадратурных каналов перемножаются с соответствующими несущими sin( 0t) и cos( 0t) и последующего суммирования полученных произведений.

Наличие задержки модулирующего сигнала в синфазном канале I позволяет сместить моменты переходов модулирующих импульсов на длительность бита Tb , т.е. производить модуляцию в синфазном I и

квадратурном Q каналах не одновременно.

Модулированный сигнал (выходной сигнал модулятора) рис. 2.9 на протяжении очередного n-го бита определяется выражением, зависящим от

где f0 - частота модулируемого гармонического колебания, а FТ = 1/Т – тактовая частота входной битовой последовательности. Разнос частот при этом равен

Таким образом, изменение знака начальной фазы во второй части выражения (2.26) означает переход от f1 к f2 или обратно. Изменение же общего знака выражения (2.26), эквивалентно изменению начальной фазы на /2, позволяет сохранить непрерывность фазы при изменении частоты.

Разнос частот (2.31) является минимально возможным, при котором обеспечивается ортогональность колебаний частот f1, и f2 на интервале Т

32

33

переходов модулирующих импульсов на длительность бита Tb , т.е. производить модуляцию в синфазном I и квадратурном Q каналах не одновременно. Кроме того, при этом виде модуляции прямоугольные импульсы модулирующего сигнала заменяются полупериодами гармонического сигнала, что обеспечивает плавное изменение фазы модулированного сигнала. Всѐ это приводит к тому, что сигнал с ММС имеет достаточно компактный спектр по сравнению с другими видами модуляции сравнимыми с ним по спектральной эффективности.

В соответствии с (2.33) максимальная спектральная эффективность данного вида модуляции γ = 2.

Введение в тракт модулирующего сигнала относительно узкополосного гауссовского фильтра рис. 2.9 приводит к сглаживанию резких переходов в модулирующем сигнале dI cos t2T и dQ sin t2T рис. 2.10. Это приводит

к дальнейшему снижению внеполосных составляющих по сравнению с обычной ММС. Такой вид модуляции получил название гауссовская модуляция минимальным сдвигом ГММС (GMSK).

Структурная схема демодулятора приведена на рис. 2.9. б. В фазовых

использованием тактовой частоты выделенной из принятого сигнала в блоке ВТЧ (тактовая синхронизация), восстанавливается исходный модулирующий символьный сигнал dI и dQ , который в преобразователе кода преобразуется в

исходный битовый цифровой сигнал.

2.3 Синхронизация цифрового сигнала

2.3.1 Тактовая синхронизация

34

В цифровой системе связи выход демодулятора должен периодически стробироваться со скоростью передачи символов в точно выбранных моментах времени tm mT , где T – символьный интервал, m – 0, 1, 2, и т.д.

Чтобы выполнять это периодическое стробирование, требуется таймерный сигнал в приемнике. Процесс получения такого таймерного сигнала в приѐмнике обычно называется тактовой синхронизацией (синхронизацией символов) или восстановлением отсчѐтов времени.

Восстановление отсчѐтов времени - одна из наиболее ответственных функций, которые выполняются в приѐмнике синхронных цифровых систем связи. Отметим, что приемник должен знать не только частоту FT 1 T , с

которой стробируются выходы фазовых детекторов, но также и тот момент времени, в который необходимо взять отсчѐты внутри каждого символьного интервала. Положение отсчѐтного момента внутри символьного интервала длительностью Т называют фазой синхронизации.

Итак, для оптимальной демодуляции все цифровые приемники должны синхронизироваться с переходами поступающих цифровых символов. При изложении материала в данном разделе предполагается, что о реальной информационной последовательности ничего не известно. Класс символьных синхронизаторов, используемых в подобном случае, называется синхронизаторами без применения данных (non-data-aided — NDA). Существует еще один класс символьных синхронизаторов, которые используют известную информацию об информационном потоке. Эта информация может извлекаться из введенной в информационный поток известной последовательности (data-aided — DA).

Рассматриваемые символьные синхронизаторы можно разделить на две основные группы. Первая группа состоит из разомкнутых синхронизаторов. Данные схемы выделяют копию выхода генератора тактовых импульсов передатчика непосредственно из поступающего информационного потока. Вторая группа – это замкнутые синхронизаторы; они синхронизируют локальный генератор тактовых импульсов с поступающим сигналом посредством сличения локального и поступающего сигналов. Замкнутые синхронизаторы, как правило, точнее, но при этом сложнее и дороже.

Разомкнутые символьные синхронизаторы также иногда называют нелинейными синхронизаторами на фильтрах [20]; данное название говорит само за себя. Сихронизаторы этого класса генерируют частотный компонент со скоростью передачи символов, пропуская поступающий низкочастотный сигнал через последовательность фильтра и нелинейного устройства. В данном случае желательный частотный компонент, передаваемый со скоростью передачи символов, изолируется с помощью полосового фильтра, после чего насыщающий усилитель с высоким коэффициентом насыщения придает ему нужную форму. В результате восстанавливается прямоугольный сигнал тактовых импульсов.

На рис. 2.13 приведены три примера разомкнутых символьных синхронизаторов.

35